NIKON NSR-S308F中的POLANO技术

文章摘要： 隨著浸潤式微影技術(immersion lithography)及高數值口徑鏡頭之發展，Nikon相信該是發展新式193奈米掃描器發光系統用之偏極控制技術的時候了。以此技術可提升影像對比使最小節距(pitch)縮小至65奈米及45奈米製程範圍。早先於2004年Nikon應用了垂直及水平偏極控制技術於193奈米數值孔徑為0.85的乾式掃描器，如今於2005年又發展出應用於高數值孔徑之特別技術。Nikon Precision Inc.的技術總裁Chris Sparkes解釋到：這種”方位角(azimuthal)”的偏極化技術提供有角度之發光源對任何方向光罩曝光。 Nikon之P

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隨著浸潤式微影技術(immersion lithography)及高數值口徑鏡頭之發展，Nikon相信該是發展新式193奈米掃描器發光系統用之偏極控制技術的時候了。以此技術可提升影像對比使最小節距(pitch)縮小至65奈米及45奈米製程範圍。早先於2004年Nikon應用了垂直及水平偏極控制技術於193奈米數值孔徑為0.85的乾式掃描器，如今於2005年又發展出應用於高數值孔徑之特別技術。Nikon Precision Inc.的技術總裁Chris Sparkes解釋到：這種”方位角(azimuthal)”的偏極化技術提供有角度之發光源對任何方向光罩曝光。

Nikon之Polano偏極化控制技術將增加20%的影像對比，相對也提高了解析度、聚焦景深(DOF)還有CD(關鍵尺寸)值的均勻性。利用偏極化控制而增加CD值的均勻性，將減少光罩誤差的影響，使微影製程可以在較高的k1值下操作，並且減少了高對比時曝光量及聚焦的敏感性，提供了更大的製程窗口，因此此技術改良193 奈米掃描器的發光量損失，並且可提高解析度。

考量到微影製程中透鏡之數值孔鏡接近1.0時偏極光也會增加，發光源之各方向偏極化，包含了兩個垂直的方向：橫向電場(TE)偏極化，即s偏極光；另外還有橫向磁場(TM)偏極化，即p偏極光。在高對比時，s偏極光之向量角，垂直於入射光，p偏極光之向量角平行於入射光，因此當圖案節距縮小時對比也會降低，所以在影像對比中控制p偏極光，在下一世代製程中更顯的重要。Nikon Precision EquIPMent Co.的研發部總經理牛田一雄說到：利用到偏極維持均值控制器(polarization-maintaining homogenizer)，將可降低偏極光源之損失。因此若不使用此專利性之技術，而使用一般之偏極濾波器時，將會使偏極化之曝光源剩下50%之效率，大幅降低生產之產出率。Nikon並未公開發表有關Polano強化偏極曝光之細節，但下圖之模擬更強調了偏極曝光控制器之重要性。圖中說明在相同數值孔徑下，運用第三代Polano偏極控制技術，將可提升25%的聚焦景深，Nikon認為以193奈米浸潤式掃描器(NSR-S609B數值孔徑1.07)搭配偏極控制，將和較貴之掃描器(數值孔徑1.2)有相同之效果。今年春季最新的Polano系統，將應用在Nikon 193 奈米乾式 S308F 0.92NA 的步進與掃描系統，接下來Nikon更將應用此系統於ArF 2H05。此兩系統均為65奈米製程，期望經由此技術，將可使此系統應用於45奈米製程之開發。

Nikon Precision首席工程師Gene E. Fuller說道：我們加強並提升了照明系統偏極控制器維護機能，並且增加了各方向之線性偏極光之控制性。這將允許各方位及切線方向之偏極光應用在任意圖案。Nikon預期利用此技術所增加的製程彈性，將會加速Polano系統之應用。Fuller預期到曝光製程高NA值掃描器(乾式及浸潤式)的需求將會提升，他說：要讓使用者發覺最好的方式去應用光偏極系統，將會花點時間，但就設計之觀點而言，使用者並不想要在曝光製程上，以嚴格的幾何條件下去操作，應用此方位性偏極控制技術，將可使曝光操作較有效率，此技術也將有更廣泛之應用，且對設計更有幫助。